JP2000345372A - 傾斜機能材料の製造装置、その製造装置によって製造された傾斜機能材料および傾斜機能材料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 連続生産方式で大量に大型でかつ任意の傾斜
度合の傾斜機能材料を得る。 【解決手段】 傾斜機能を発現させる成分をもつ素材１
００を連続的に供給する供給部１と、加熱部２と、磁界
印加部３とを備えた傾斜機能材料製造方式。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、傾斜機能材料を
任意の傾斜度合いで効率よく大量に連続生産する装置、
その装置によって製造される傾斜機能材料および傾斜機
能材料に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】傾斜機能材料とは、材料の表面と裏面と
の間で機械的強度、耐熱性等の物理的性質が異なり、そ
の間の性質が徐々にあるいは段階的に変化している材料
のことで、航空、宇宙、エレクトロニクス、生体、一般
機械等あらゆる産業分野で利用されつつあり、最近脚光
を浴びている。

【０００３】このような従来の傾斜機能材料の代表的な
製造方法としては、（１）蒸着法、（２）粒子法、
（３）溶射法、（４）燃焼合成法などがある。（１）の
蒸着法は、基板上にＣＶＤを行うもので、原料ガスの流
量比を時間とともに変化させ、基材面上に傾斜構造面を
形成する方法である。（２）の粒子法は、組成比を変え
た粒径の異なる微粒子の混合物と有機バインダ樹脂とよ
りなる薄膜を形成し、それを積層して焼結することによ
り、粒径分布に傾斜構造を与えたものである。（３）の
溶射法としては、プラズマ溶射法があり、プラズマガン
から２種の溶接剤の組成比を制御しながら基板面に投入
して傾斜構造を形成するものである。（４）の燃焼合成
法としては、自己発熱反応法により、２種の原料粉末の
混合物を、混合比を変えながら積層し、燃焼容器に封入
して静水圧下で着火合成するものである。また或いは特
開平７−１７７７２号公報に示されるスクリーン印刷法
によるものや、特開平８−２５７７３８号公報に示され
る遠心力による傾斜機能材料の製造方法がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記のいずれの方法に
よる傾斜機能材料の製造方法は、基板上に傾斜機能面を
形成しているので、大型の材料を製造するのが極めて難
しく、また基板単位のバッチプロセスなので連続的に生
産できず、多くの時間を費やし、コスト高であると共
に、品質面でのバラツキが生じるといういわゆる生産性
が劣るという問題を抱えていた。

【０００５】この発明は前記のような課題を解決するた
めになされたものであり、傾斜機能材料を連続的に高速
で製造できるとともに、大型の傾斜機能材料を製造でき
る傾斜機能材料の製造装置を得ること、およびこの装置
によって製造された大型の傾斜機能材料、ならびに長手
方向に傾斜機能を有する材料を得ることを目的としてい
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明に係る傾斜機能
材料の製造装置は、傾斜機能を発現させるのに必要な成
分を含有する素材を連続的に供給する素材供給部と、加
熱部と、磁界印加部とを備え、磁界印加部で傾斜機能組
成に配列するものである。

【０００７】また、前記磁界印加部に代わり、遠心力印
加部を備え遠心力印加部で傾斜機能組成に配列するもの
である。

【０００８】またさらに、連続的にフィルムを供給する
フィルム供給部と、傾斜機能成分を蒸着する複数の蒸着
処理部を有する蒸着部とフィルム除去部とを備えたもの
である。

【０００９】また、前記フィルム除去部の後に、フィル
ム再加熱部および圧延部とを備えたものである。

【００１０】またさらに、連続的にフィルムを供給する
フィルム供給部と、複数の傾斜機能原料供給部とフィル
ムの移送速度に応じて、原料の供給比を制御する原料供
給比制御部とを有する蒸着部と、ロール蓄積部と、フィ
ルム除去部とを備えたものである。

【００１１】また、前記フィルム除去部にさらに加えて
再加熱部を備えたものである。

【００１２】またさらに、連続的にフィルムを供給する
複数のフィルム供給部と、傾斜機能成分を蒸着する複数
の蒸着部と、フィルムを互いに密着させる密着部と、フ
ィルム除去部とを備えたものである。

【００１３】また前記除去部の後にフィルム再加熱部と
圧延部とを備えたものである。

【００１４】またさらに、連続的にフィルムを供給する
フィルム供給部と、傾斜機能成分をメッキする複数のメ
ッキ処理部を有するメッキ部と、フィルム除去部とを備
えたものである。

【００１５】また前記フィルム除去部の後に、フィルム
再加熱部および圧延部とを備えたものである。

【００１６】またさらに、連続的にフィルムを供給する
フィルム供給部と、複数の傾斜機能原料供給部とフィル
ムの移送速度に応じて、原料の供給比を制御する原料供
給比制御部とを有するメッキ部と、ロール蓄積部と、フ
ィルム除去部とを備えたものである。

【００１７】また前記フィルム除去部にさらに加えて再
加熱部を備えたものである。

【００１８】またさらに、連続的にフィルムを供給する
複数のフィルム供給部と、傾斜機能成分をメッキする複
数のメッキ部と、フィルムを互いに密着するフィルム密
着部と、フィルム除去部とを備えたものである。

【００１９】また前記フィルム除去部の後に、フィルム
再加熱部および圧延部とを備えたものである。

【００２０】またさらに、連続的にフィルムを供給する
フィルム供給部と、傾斜機能成分をスパッタリングする
複数のスパッタリング処理部とを有するスパッタリング
部と、フィルム除去部とを備えたものである。

【００２１】また前記フィルム除去部の後に、フィルム
再加熱部および圧延部とを備えたものである。

【００２２】またさらに、連続的にフィルムを供給する
フィルム供給部と、複数の傾斜機能原料供給部とフィル
ムの移送速度に応じて、原料の供給比を制御する原料供
給比制御部とを有するスパッタリング部と、ロール蓄積
部と、フィルム除去部とを備えたものである。

【００２３】また前記フィルム除去部にさらに加えてフ
ィルム再加熱部を備えたものである。

【００２４】またさらに、連続的にフィルムを供給する
フィルム供給部と、傾斜機能成分をスパッタリングする
複数のスパッタリング部と、フィルムを互いに密着させ
る密着部と、フィルム除去部とを備えたものである。

【００２５】また前記フィルム除去部の後にフィルム再
加熱部および圧延部とを備えたものである。

【００２６】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１はこの発明の
実施の形態１である磁界印加法による傾斜機能材料の連
続生産装置を示す。図において、１は素材供給部、２は
素材供給部から供給される素材１００を加熱する素材加
熱部、３は加熱された素材１００に磁界を印加する磁界
印加部、４は完成品を蓄積する完成品蓄積部、１００ａ
は傾斜機能材料である。なお、この図１には素材を連続
的に移送する手段例えばモータや搬送機構等は省略して
いる。次に動作について説明する。素材供給部１には傾
斜材料構成に必要な成分を含む素材１００の薄板がロー
ル状にセットしてある。あるいは、同様の厚板が必要な
寸法状で載置してあり、次工程に連続的に供給されるも
のである。これらの板は、前工程において製造された傾
斜機能材料に必要な成分をすべて含んでいる。素材加熱
部２は素材供給部１より連続的に供給された素材１００
を、それらの有する素材成分の再構成温度以上に加熱す
る。但しこの温度は、次の磁界印加部３での磁界によっ
て素材成分が傾斜配置されるに必要な温度を目標とする
ことが望ましい。磁界印加部３では連続的に移送する素
材に磁界を印加する。その手段としては例えば超電導磁
石がよい。磁界の強さは、傾斜材の成分に依存するが２
０テスラ程度を基本とし、一定の磁界を保つように構成
する。但し、この磁界は傾斜材の成分や板の寸法、移送
速度などに応じて、可変固定とする超電導電磁石システ
ムによって供給されるものとする。さらには、この磁界
印加部３は複数の超電導電磁石によって構成し、印加部
の入口側から出口側に向かって、つまり素材の移送方向
に沿って磁界が変化するように超電導磁石を配置する方
法もあることは言うまでもない。このように磁界印加部
３で強力な磁界を印加された素材中の各成分は、その成
分に対応して傾斜配置され、必要な性能を有する傾斜機
能材料１００ａとなり、次の完成品蓄積部４に移送され
る。なお、この実施の形態１では、素材１００をロール
にセットされたシート状のものの例を示したが、これに
替わり、必要な成分を含む金属塊であってもよい。

【００２７】実施の形態２．図２、図３はこの発明の実
施の形態２である遠心力法による連続生産装置を示す。
図において、５は回転部であり、この回転部５の概念を
図３に示す。５ａは素材１００をらせん状に形成する回
転体である。次に動作について説明する。素材供給部１
より連続的に供給された素材１００を加熱部２で、それ
らの有する素材成分の再構成温度以上に加熱する。次の
工程である回転部５において、連続的に移送された素材
１００を図３に示すようにらせん状に回転させる。回転
体５ａは図示しないモータ等によって、可変に回転させ
る。この回転による遠心力によって必要な傾斜機能材の
成分が比重の差により、傾斜配置される。所要の傾斜機
能材料１００ａは完成品蓄積部４に連続的に移送され
る。このようにこの実施の形態２の製造装置では、回転
部５を設け、遠心力による比重差で成分を傾斜配置させ
る構成をとっているので、磁性体以外の傾斜構成成分を
素材とすることができ、また非金属材を素材とすること
もできる。

【００２８】実施の形態３．図４はこの発明の実施の形
態３である蒸着法による傾斜機能材料の連続生産装置を
示す。図において、１ａは素材供給部で、この場合素材
１００は樹脂等より成るフィルムの例を示す。６は素材
供給部１ａから連続的に供給されるフィルム１００に複
数の原料の蒸着処理を施す原料蒸着部で複数の蒸着処理
部６Ａ、６Ｂ〜６Ｎで構成されている。７はフィルム１
００の除去処理部である。次に動作について説明する。
素材供給部１ａは例えばロール上に載置されたフィルム
を回転させることによって、原料蒸着部６にフィルムを
連続的に供給する。原料蒸着部６内の複数の蒸着処理部
６Ａ〜６Ｎによって、フィルム１００の表面に連続的に
異なる傾斜成分を蒸着する処理を施す。その後フィルム
除去処理部７において蒸着処理を施されたフィルムか
ら、例えば熱処理によってフィルムのみを除去し、完成
品１００ａを得る。この完成品１００ａは完成品蓄積部
４に巻き取られる。このようにこの実施の形態３では、
連続物のフィルム１００に対して、複数の蒸着部６Ａ〜
６Ｎを通過させることによって、１パスで多層蒸着を行
える。その際各蒸着部６Ａ〜６Ｎにおける傾斜材成分比
が少しずつ異なるように設定してあるので、原料蒸着部
６を通過し終えた時点では、フィルム１００上には必要
な傾斜機能材料が得られている。従来の方法では、固定
した状態で原料の成分比を時間とともに変化させながら
蒸着を行っていたので、製造に時間を要し、大量生産が
困難であったが、本実施の形態では、時間軸に沿った変
化を空間軸に置き換えることによって、製造時間を短縮
すると共に、連続プロセスとして構成することによって
大量生産が可能になる。また複数の蒸着部６Ａ〜６Ｎの
運転を任意に行うことにより、フィルム上の傾斜機能材
料の層数を増減することができ、融通の効く生産方法が
とれる。また、均一な品質の傾斜機能材料が得られる。

【００２９】実施の形態４．図５はこの発明の実施の形
態４である蒸着法による傾斜機能材料の連続生産装置を
示す。本装置は前記実施の形態３に示したラインに再加
熱部８と圧延部９を追加したものである。実施の形態３
ではフィルム除去処理部７でフィルムを除去することで
完成品を得ることを述べたが、本実施の形態４では図５
に示すように、再加熱部８を設けてフィルム除去後の傾
斜機能材料層を加熱し、各層間の親和性を高めている。
その後圧延部９にて加圧し各層間の密着性をさらに向上
させている。

【００３０】実施の形態５．図６はこの発明の実施の形
態５である蒸着法による傾斜機能材料の連続生産装置を
示す。図において、６ａ〜６ｎは蒸着部６に設けられた
複数の傾斜機能成分用の原料供給部であり、１０はその
原料供給比を制御する制御部である。４ａはロール蓄積
部であり、後工程のフィルム除去処理部７に移送する前
段階のステップを示している。次に動作について説明す
る。素材供給部１ａよりフィルム１００が移送され蒸着
部６に連続的に供給される。蒸着部６に設けられた複数
の原料供給部６ａ〜６ｎから供給される原料をフィルム
１００に蒸着処理を行う。原料供給部６ａ〜６ｎでは、
原料供給比制御部１０の制御に基づいて、その原料供給
比を変化させる。つまりこの蒸着部６ではフィルム１０
０の移送速度に合わせ、時間と共に原料供給比を変化さ
せるように蒸着が制御されている。従ってフィルム１０
０の長さ方向に成分の異なった傾斜機能材料層が形成さ
れる。ロール蓄積部４ａでは、その長さ方向に成分が傾
斜しているフィルム１００ａを巻きとる。その後フィル
ム除去処理部７で例えば熱処理によってフィルムを除去
する。このことでロールの半径方向に傾斜成分をもつ傾
斜機能材料を得る。このようにして製造された傾斜機能
材料は、ロール抜き取り後にパイプとしてそのまま使用
することもできるし、切り開くことによって板状の材料
を得ることもできる。また一定の長さに切断して積層し
たり、折りたたんで重ねて使用したりすることも可能で
ある。また、長手方向に傾斜機能を有しているので、ロ
ール抜き取り後に、シート状に切断して、他の構造物上
に貼りつけたり、重ね合わせたりして、使用することも
可能である。従来の方法では、パイプ状の傾斜機能材料
を得る場合、遠心力によって半径方向に成分を傾斜させ
ているのが示されていたが、その方法では、大型の材料
を得ることは難しかったが、本実施の形態５ではフィル
ムに対して連続蒸着を行い、これを巻き取ることによっ
て任意の寸法で、かつ大量生産で均一の品質を有する傾
斜機能材料が得られる。

【００３１】実施の形態６．図７はこの発明の実施の形
態６である蒸着法による傾斜機能材料の連続生産装置を
示す。この実施の形態は前記の実施の形態５に示したラ
インのフィルム除去処理部７に再加熱部を設け、フィル
ム除去処理部及び再加熱部７ａとしたものである。この
再加熱部を設けることによって、フィルム除去後の各層
間の親和性を高めることができる。

【００３２】実施の形態７．図８はこの発明の実施の形
態７である蒸着法による傾斜機能材料の連続生産装置を
示す。図において、１ｂ、１ｃは素材供給部であり、１
ｂは傾斜機能材成分Ａの原料が蒸着される素材であるフ
ィルム１００を連続的に供給する。１ｃは同様にＢの原
料が蒸着される素材であるフィルム１００を供給する。
６Ａ、６Ｂは蒸着部で、６Ａでは素材供給部１ｂから供
給される素材１００上に蒸着処理を行う原料Ａ蒸着部、
６Ｂは同様の原料Ｂ蒸着部である。１１は蒸着後のフィ
ルム１００を密着するフィルム密着部である。次に動作
について説明する。原料Ａ用のフィルム供給部１ｂ、原
料Ｂ用のフィルム供給部１ｃは例えばロール状に巻かれ
たフィルムを回転させることによって、それぞれ原料蒸
着部６Ａ、６Ｂにフィルムを供給する。この原料Ａ蒸着
部６Ａ、原料Ｂ蒸着部６Ｂは異なる原料Ａ、Ｂをそれぞ
れフィルム１００の表面に連続的に蒸着処理を行う。フ
ィルム密着部１１では、原料Ａ蒸着部６Ａと原料Ｂ蒸着
部６Ｂとで蒸着処理されたフィルムを密着させ、２層構
造の傾斜機能材料のフィルムとする。フィルム除去処理
部７では、フィルム密着部１１で密着させた傾斜機能材
料のフィルム１００から例えば熱処理によってフィルム
１００を除去し、原料Ａと原料Ｂとからなる完成された
傾斜機能材料１００ａを得る。その後完成品蓄積部４に
て例えばロール状に巻き取り蓄積する。なおここでは、
説明を簡単にするため、素材供給部１ｂ、１ｃと原料蒸
着部６Ａ、６Ｂをそれぞれ２個所としたが、傾斜機能材
料を得るためには、２個所以上の複数個所の素材供給部
と原料蒸着部からなる構成にすることは言うまでもな
い。このように複数ある蒸着部において、原料の成分混
合比を少しずつ異なるように調整しているので、複数あ
るフィルムに蒸着される原料成分比は、フィルムごとに
少しずつ異なることになる。このようにして得られたフ
ィルムを重ねることによって、厚さ方向に傾斜成分をも
つ材料を得ることができる。さらに完成品蓄積部４にお
いてロール状に巻き取る例を示したが、例えば、一定の
長さごとに切断することによって積層して蓄積する方法
もあり、またフィルム除去部７と蓄積部４との間に圧延
部を設け、加圧により各層間の密着力を上げることも可
能である。また本実施の形態では、時間軸に沿った変化
を空間軸に置き換えることによって、製造時間を短縮す
るとともに、連続プロセスとして構成することによっ
て、均一の品質でかつ大量生産による傾斜機能材料の製
造が可能になる。

【００３３】実施の形態８．図９はこの発明の実施の形
態８である蒸着法による傾斜機能材料の連続生産装置を
示す。本装置は前記の実施の形態７に示したラインのフ
ィルム除去処理部７の後に、再加熱部８と圧延部９を設
けたものである。再加熱部８でフィルムを除去した層を
加熱するようにしたので、各層間の親和性を高めること
ができ、また圧延部９で加圧することにより、層間の密
着性を高めることができる。

【００３４】実施の形態９．図１０はこの発明の実施の
形態９であるメッキ法による傾斜機能材料の連続生産装
置を示す。図において、１２は原料メッキで複数のメッ
キ処理部１２Ａ〜１２Ｎで構成されている。次に動作に
ついて説明する。素材供給部１ａより、例えばロール上
の載置されたフィルムを回転させることによって、原料
メッキ部１２にフィルムを連続的に供給する。原料メッ
キ部１２内の複数のメッキ処理部１２Ａ〜１２Ｎによっ
てフィルム１００の表面に連続的に異なる傾斜成分の金
属類をメッキ処理する。その後フィルム除去処理部７に
おいて例えば熱処理によってフィルムのみを除去し、完
成品１００ａを得る。このようにこの実施の形態９で
は、連続物のフィルム１００に対して、メッキ部１２Ａ
〜１２Ｎを複数個所通過させることによって、１パスで
多層メッキが行える。その際各メッキ部１２Ａ〜１２Ｎ
における傾斜材成分比が少しずつ異なるようにメッキを
施すように設定してあるので、原料メッキ部１２を通過
し終えた時点では、フィルム１００上には必要な傾斜機
能材料が得られている。このように本実施の形態による
と、製造時間が短縮できると共に、連続プロセスとして
構成することによって均一な品質の傾斜機能材料の大量
生産が可能になる。また複数のメッキ部１２Ａ〜１２Ｎ
の運転を任意に変えることによりフィルム上の傾斜機能
材料の層数を増減することができ、融通の効く生産方法
がとれる。

【００３５】実施の形態１０．図１１はこの発明の実施
の形態１０であるメッキ法による傾斜機能材料の連続生
産装置を示す。この実施の形態は前記の実施の形態９に
示したフィルム除去処理部７の後に、再加熱部８と圧延
部９を設けたものである。再加熱部８でフィルムを除去
した層を加熱するようにしたので、各層間の親和性を高
めることができ、また圧延部９で加圧することにより、
層間の密着性を高めることができる。

【００３６】実施の形態１１．図１２はこの発明の実施
の形態１１であるメッキ法による傾斜機能材料の連続生
産装置を示す。図において１２ａ〜１２ｎはメッキ部１
２に設けられた複数の傾斜機能成分用の原料供給部であ
り、１０はその原料供給比の制御部である。次に動作に
ついて説明する。素材供給部１ａよりフィルム１００が
移送され、メッキ部１２に連続的に供給される。メッキ
部１２の複数の原料供給部１２ａ〜１２ｎから供給され
る原料で、フィルム１００にメッキ処理を行う。原料供
給部１２ａ〜１２ｎでは、原料供給比制御部１０の制御
に基づいて、その原料供給比を変化させるようにメッキ
処理が制御されている。従ってフィルム１００の長さ方
向に成分の異なった傾斜機能材料層が形成される。ロー
ル蓄積部４ａでは、その長さ方向に成分が傾斜している
フィルム１００ａを巻きとる。その後フィルム除去処理
部７でロールから例えば熱処理によってフィルムを除去
する。このことでロールの半径方向に傾斜成分をもつ傾
斜機能材料ロールを得る。このようにして製造された傾
斜機能材料は、ロール抜き取り後にパイプとしてそのま
ま使用することもできるし、切り開くことによって板状
の材料を得ることもできる。また一定の長さに切断して
積層したり、折りたたんで重ねて使用したりすることも
可能である。さらに、ロールから抜きとり、長手方向に
傾斜機能を有する特徴を生かして、シート状に切断して
他の構造物に貼りつけたり積層して使用することも可能
である。また、このメッキ処理法による傾斜機能材料の
製造は蒸着法に比較してより短時間に処理を施すことが
できるので、大量生産に向いた装置である。

【００３７】実施の形態１２．図１３はこの発明の実施
の形態１２であるメッキ法による傾斜機能材料の連続生
産装置を示す。本装置は前記の実施の形態１１に示した
ラインのフィルム除去処理部７の後に、再加熱部を設
け、フィルム除去処理部及び再加熱部７ａとしたもので
ある。この再加熱部を設けることによって、フィルム除
去後の各層間の親和性を高めることができる。

【００３８】実施の形態１３．図１４はこの発明の実施
の形態１３であるメッキ法による傾斜機能材料の連続生
産装置を示す。図において１２Ａ、１２Ｂは原料メッキ
部で、１２Ａでは素材供給部１ｂから連続的に供給され
る素材１００にメッキを行う原料Ａメッキ部、１２Ｂは
同様の原料Ｂメッキ部である。次に動作について説明す
る。原料Ａ用の素材であるフィルムの供給部１ｂ、原料
Ｂ用のフィルム供給部１ｃは例えばロール状に巻かれた
フィルムを回転させることによって、それぞれ原料メッ
キ部１２Ａ、１２Ｂにフィルムを供給する。この原料メ
ッキ部１２Ａ、１２Ｂは異なる原料Ａ、Ｂをそれぞれフ
ィルム１００の表面に連続的にメッキ処理を行う。フィ
ルム密着部１１では、原料Ａメッキ部１２Ａと原料Ｂメ
ッキ部１２Ｂとでメッキ処理されたフィルムを密着さ
せ、２層構造の傾斜機能材料のフィルムとする。フィル
ム除去処理部７では、フィルム密着部１１で密着させた
傾斜機能材料のフィルム１００から例えば熱処理によっ
てフィルム１００を除去し、原料Ａと原料Ｂとからなる
完成された傾斜機能材料１００ａを得る。その後完成品
蓄積部４にて例えばロール状に巻き取り蓄積する。なお
ここでは説明を簡単にするため、素材供給部１ｂ、１ｃ
と原料メッキ部１２Ａ、１２Ｂをそれぞれ２個所とした
が、傾斜機能材料を得るためには、２個所以上の複数個
所の素材供給部と原料メッキ部からなる構成にすること
は言うまでもない。このように複数あるメッキ部におい
て、原料の成分比を少しずつ異なるように調整している
ので、複数あるフィルムにメッキされる原料成分比は、
フィルムごとに少しずつ異なることになる。このように
して得られたフィルムを重ねることによって、厚さ方向
に成分傾斜をもつ材料で、均一な品質をもつものを得る
ことができる。さらに、完成品蓄積部４においてロール
状に巻きとる例を示したが、例えば、一定の長さごとに
切断することによって、積層して蓄積する方法もあり、
またフィルム除去部７と蓄積部４との間に圧延部を設
け、加圧により各層間の密着力を上げることも可能であ
る。

【００３９】実施の形態１４．図１５はこの発明の実施
の形態１４であるメッキ法による傾斜機能材料の連続生
産装置を示す。本装置は前記の実施の形態１３に示した
ラインのフィルム除去処理部７の後に、再加熱部８と圧
延部９を設けたものである。再加熱部８でフィルムを除
去した層を加熱するようにしたので、各層間の親和性を
高めることができ、また圧延部で加圧することにより、
層間の密着性を高めることができる。

【００４０】実施の形態１５．図１６はこの発明の実施
の形態であるスパッタリング法による傾斜機能材料の連
続生産装置を示す。図において、１３は原料スパッタリ
ングで複数の原料のスパッタリング処理を施す原料スパ
ッタリング部で複数のスパッタリング処理部１３Ａ、１
３Ｂ〜１３Ｎで構成されている。次に動作について説明
する。素材供給部１ａは例えばロール上に載置されたフ
ィルムを回転させることによって、原料スパッタリング
部１３にフィルムを連続的に供給する。原料スパッタリ
ング部１３内の複数のスパッタリング処理部１３Ａ〜１
３Ｎによって、フィルム１００の表面に連続的に異なる
傾斜成分をスパッタリング処理する。その後フィルム除
去処理部７においてスパッタリング処理されたフィルム
から例えば熱処理によってフィルムのみを除去し、完成
品１００ａを得る。この完成品１００ａは完成品蓄積部
４に巻き取られる。このようにこの実施の形態１５で
は、連続物のフィルム１００に対して、複数のスパッタ
リング部１３Ａ〜１３Ｎを通過させることによって、１
パスで多層のスパッタリングが行える。その際各スパッ
タリング部１３Ａ〜１３Ｎにおける傾斜成分比が少しず
つ異なるように設定してあるので、スパッタリング部１
３を通過し終えた時点では、フィルム１００上には均一
な品質をもつ必要な傾斜機能材料が得られている。従来
の方法では大量生産が困難であったが、連続プロセスと
して構成することによってそれが可能となる。また複数
のスパッタリング部１３Ａ〜１３Ｎの運転を任意に変え
ることによりフィルム上の傾斜機能材料の層数を増減す
ることができ、融通の効く生産方法がとれる。

【００４１】実施の形態１６．図１７はこの発明の実施
の形態１６であるスパッタリング法による傾斜機能材料
の連続生産装置を示す。本装置は前記の実施の形態１５
に示したラインのフィルム除去処理部の後に、再加熱部
８と圧延部９を追加したものである。実施の形態１５で
はフィルム除去処理部７でフィルムを除去することで完
成品を得ることを述べたが、本実施の形態１６では図１
７に示すように、再加熱部８を設けてフィルム除去後の
傾斜機能材料層を加熱し、各層間の親和性を高めてい
る。その後圧延部９にて各層間の密着性をさらに向上さ
せている。

【００４２】実施の形態１７．図１８はこの発明の実施
の形態１７であるスパッタリング法による傾斜機能材料
の連続生産装置を示す。図において１３ａ〜１３ｎはス
パッタリング部１３に設けられた複数の傾斜機能成分用
の原料供給部であり、１０はその原料供給比の制御部で
ある。次に動作について説明する。素材供給部１ａより
フィルム１００が移送されスパッタリング部１３に連続
的に供給される。スパッタリング１３に設けられた原料
供給部１３ａ〜１３ｎでは、原料供給比制御部１０の制
御に基づいて、そのスパッタリングの割合を変化させ
る。つまりこのスパッタリング部１３ではフィルム１０
０の移送に合わせ、時間と共に異なった材料のスパッタ
が行えるように制御されている。従ってフィルム１００
の長さ方向に成分の異なった傾斜機能材料層が形成され
る。ロール蓄積部４ａでは、その長さ方向に成分が傾斜
しているフィルム１００ａを巻きとる。その後フィルム
除去処理部で例えば熱処理によってフィルムを除去す
る。このことでロールの半径方向に傾斜成分をもつ傾斜
機能材料を得る。このようにして製造された傾斜機能材
料は、ロール抜き取り後にパイプ材としてそのまま使用
することもできるし、切り開くことによって板状の材料
を得ることもできる。また一定の長さに切断して積層し
たり、折りたたんで重ねて使用したりすることも可能で
ある。またロールから抜き取り、シート状に切断して他
の構造物上に貼りつけたり、積層して長手方向に傾斜機
能を有する特徴を生かすことも出来る。このように本実
施の形態では任意の寸法で、大量でかつ均一な品質の機
能傾斜材料を得ることができる。

【００４３】実施の形態１８．図１９はこの発明の実施
の形態１８であるスパッタリング法による傾斜機能材料
の連続生産装置を示す。この実施の形態は前記の実施の
形態１７に示したラインのフィルム除去処理部７に再加
熱部を設け、フィルム除去処理部及び再加熱部７ａとし
たものである。この再加熱部を設けることによって、フ
ィルム除去後の各層間の親和性を高めることができる。

【００４４】実施の形態１９．図２０はこの発明の実施
の形態１９であるスパッタリング法による傾斜機能材料
の連続生産装置を示す。図において１ｂ、１ｃは素材供
給部であり、１ｂは傾斜機能材成分Ａの原料がスパッタ
される素材であるフィルム１００を連続的に供給する。
１ｃは同様にＢの原料がスパッタされるフィルム１００
が供給される。１３Ａ、１３Ｂはスパッタリング部で、
１３Ａでは素材供給部１ｂからのフィルム１００上にス
パッタリングを行う原料Ａスパッタリング部、１３Ｂは
同様の原料Ｂスパッタリング部である。次に動作につい
て説明する。フィルム供給部１ｂ、１ｃよりスパッタリ
ング部１３Ａ、１３Ｂにそれぞれ素材であるフィルム１
００が供給される。このスパッタリング部１３Ａ、１３
Ｂでは異なるスパッタ材Ａ、Ｂをそれぞれフィルム１０
０の表面に連続的にスパッタリングを行う。フィルム密
着部１１では、スパッタリング部１３Ａ、１３Ｂとでス
パッタリングされたフィルムを密着させ、２層構造の傾
斜機能材料のフィルムとする。フィルム除去処理部７で
は、フィルム密着部１１で密着させた傾斜機能材料のフ
ィルム１００から例えば熱処理によってフィルム１００
を除去し、スパッタ材ＡとＢとからなる完成された傾斜
機能材料１００ａを得る。その後完成品蓄積部４にて例
えばロール状に巻き取り蓄積する。なおここでは、説明
を簡単にするため、素材供給部１ｂ、１ｃとスパッタリ
ング部１３Ａ、１３Ｂをそれぞれ２個所としたが、傾斜
機能材料を得るためには、２個所以上の複数個所の素材
供給部とスパッタリング部からなる構成にすることは言
うまでもない。このように複数あるスパッタリング部に
おいて、スパッタ成分を少しずつ異なるように調整して
いるので、複数あるフィルムにスパッタされる原料成分
比は、フィルムごとに少しずつ異なることになる。この
実施の形態で製造された傾斜機能材料は、ロールの半径
方向に傾斜成分をもつものであり、ロール抜き取り後に
パイプ材として使用することもできるし、切り開くこと
によって板状の材料を得ることもできる。また一定の長
さに切断して積層したり、折りたたんで重ねて使用した
りすることも可能である。またロールから抜きとり、シ
ート状に切断して他の構造物に貼りつけたり、積層して
長手方向に傾斜機能を有する特徴を活かす用途もある。
このように本実施の形態では任意の寸法で均一な品質の
かつ大量の機能傾斜材料を得ることができる。

【００４５】実施の形態２０．図２１はこの発明の実施
の形態２０であるスパッタリング法による傾斜機能材料
の連続生産装置を示す。この実施の形態は前記の実施の
形態１９に示したラインのフィルム除去処理の後に、再
加熱部８と圧延部９を設けたものである。再加熱部８で
フィルムを除去した層を加熱するようにしたので、各層
間の親和性を高めることができ、また圧延部で加圧する
ことにより層間の密着性を高めることができる。

【００４６】

【発明の効果】以上のように、以上説明したような製造
装置を採用しているので、以下に示すような効果を奏す
る。

【００４７】傾斜機能を発現させるに必要な成分を含有
した素材を連続的に供給し、磁界を印加させるので、素
材中の各成分に対応して傾斜配置される傾斜機能材は、
均一な品質を有し、大型で大量生産が可能で、かつ生産
性の高い製造方法が可能となる。

【００４８】また、遠心力による比重差で傾斜配置され
るので、磁性体以外の傾斜構成分も素材とすることがで
き、また非金属材を素材とすることも可能である。

【００４９】またさらに、複数個所設けられた蒸着処理
部を、連続的に通過するフィルム上に傾斜機能成分材を
蒸着させるので、１パスで多層蒸着が行えると共に、蒸
着処理部の運転を任意に行うことにより、任意の層数の
均一な品質の傾斜機能材料が得られる。またさらに製造
時間を大幅に短縮出来、連続プロセスなので大量生産が
可能である。

【００５０】また、再加熱部と圧延部とを設けているの
で、各層間の親和性と、密着力を高めることができる。

【００５１】またさらに、複数の原料供給部を有する蒸
着部を、連続的に通過するフィルム上に、フィルムの移
送速度に応じて原料比を制御して傾斜機能成分材を蒸着
させるので、材料の長さ方向に成分の異なった傾斜機能
材料層が形成される。また蒸着後にロール蓄積している
ので、ロールの半径方向に均一な品質の傾斜成分をもつ
傾斜機能材料を得ることができる。また、そのロール蓄
積材を、パイプのままとして利用することも出来るし、
或いは、一定の長さに切断して積層したり、折りたたん
で重ねて使用したりすることもできる。

【００５２】また、複数のフィルム供給部と複数の蒸着
部とで連続的に蒸着を行い、フィルム密着部で複数のフ
ィルムを互いに密着させ、ロール蓄積しているので、フ
ィルムの厚さ方向に傾斜成分をもつ材料が大量にかつ高
速に製造することができる。また、各フィルム毎に成分
の異なった傾斜材が得られると共に、親和性と密着力の
高い材料が得られる。

【００５３】またさらに、複数個所設けられたメッキ処
理部を、連続的に通過するフィルム上に、傾斜機能成分
をメッキさせるので、１パスで多層メッキが行えると共
に、メッキ処理部の運転を任意に行うことで任意の層数
の均一な品質の傾斜機能材料が得られる。

【００５４】また、複数の原料供給部を有するメッキ部
を、連続的に通過するフィルム上に、フィルムの移送速
度に応じて原料比を制御して傾斜機能成分材をメッキさ
せるので、材料の長さ方向に成分の異なった傾斜機能材
料層が形成される。

【００５５】またさらに、複数のフィルム供給部と複数
のメッキ部とで連続的にメッキを行い、互いに密着させ
ているので、厚さ方向に傾斜成分をもつ材料が得られ
る。

【００５６】また、複数個所設けられたスパッタリング
処理部を、連続的に通過するフィルム上に、傾斜機能成
分をスパッタリングさせるので、１パスで多層のスパッ
タリングが行えると共に、任意の層数の均一な品質をも
つ傾斜機能材料が得られる。

【００５７】またさらに、複数の原料供給部を有するス
パッタリング部を、連続的に通過するフィルム上に、フ
ィルムの移送速度に応じて原料比を制御して傾斜機能成
分材をスパッタリングしているので、厚さ方向に傾斜成
分をもつ材料が得られる。

【００５８】また、複数のフィルム供給部と複数のスパ
ッタリング部とで連続的にスパッタリングを行い、互い
に密着させているので、厚さ方向に傾斜成分をもつ材料
が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１を示す、傾斜機能材
料の連続生産装置を示す構成図である。

【図２】 この発明の実施の形態２を示す構成図であ
る。

【図３】 図２における回転部を示す構成図である。

【図４】 この発明の実施の形態３を示す構成図であ
る。

【図５】 この発明の実施の形態４を示す構成図であ
る。

【図６】 この発明の実施の形態５を示す構成図であ
る。

【図７】 この発明の実施の形態６を示す構成図であ
る。

【図８】 この発明の実施の形態７を示す構成図であ
る。

【図９】 この発明の実施の形態８を示す構成図であ
る。

【図１０】 この発明の実施の形態９を示す構成図であ
る。

【図１１】 この発明の実施の形態１０を示す構成図で
ある。

【図１２】 この発明の実施の形態１１を示す構成図で
ある。

【図１３】 この発明の実施の形態１２を示す構成図で
ある。

【図１４】 この発明の実施の形態１３を示す構成図で
ある。

【図１５】 この発明の実施の形態１４を示す構成図で
ある。

【図１６】 この発明の実施の形態１５を示す構成図で
ある。

【図１７】 この発明の実施の形態１６を示す構成図で
ある。

【図１８】 この発明の実施の形態１７を示す構成図で
ある。

【図１９】 この発明の実施の形態１８を示す構成図で
ある。

【図２０】 この発明の実施の形態１９を示す構成図で
ある。

【図２１】 この発明の実施の形態２０を示す構成図で
ある。

【符号の説明】

１ 素材供給部、１ａ〜１ｃ フィルム供給部、２ 加
熱部、３ 磁界印加部、４ 完成品蓄積部、４ａ ロー
ル蓄積部、５ 回転部、６ 原料蒸着部、６Ａ〜６Ｎ
蒸着処理部、６ａ〜６ｎ 原料供給部、７ フィルム除
去処理部、８ 再加熱部、９ 圧延部、１０ 原料混合
比制御部、１１ フィルム密着部、１２ メッキ部、１
２Ａ〜１２Ｎ メッキ処理部、１２ａ〜１２ｎ 原料供
給部、１３ スパッタリング部、１３Ａ〜１３Ｂ 原料
スパッタリング部、１３ａ〜１３ｎ 原料供給部、１０
０ 素材、１００ａ 傾斜機能材料。

Claims (24)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 傾斜機能を発現させるのに必要な成分を
   含有した素材を連続的に供給する素材供給部と、この素
   材を加熱する加熱部と、素材に磁界を印加し、前記素材
   中の成分を傾斜機能組成に配列する磁界印加部とを備え
   たことを特徴とする傾斜機能材料の製造装置。
2. 【請求項２】 磁界印加部に代わり、素材に遠心力を印
   加し、前記素材中の成分を傾斜機能組成に配列する回転
   部とを備えたことを特徴とする請求項１記載の傾斜機能
   材料の製造装置。
3. 【請求項３】 連続的にフィルムを供給するフィルム供
   給部と、このフィルム上に傾斜機能成分を蒸着処理する
   複数の蒸着処理部を有する蒸着部と、フィルム除去部と
   を備えたことを特徴とする傾斜機能材料の製造装置。
4. 【請求項４】 フィルム再加熱部および圧延部とをさら
   に備えたことを特徴とする請求項３記載の傾斜機能材料
   の製造装置。
5. 【請求項５】 連続的にフィルムを供給するフィルム供
   給部と、このフィルム上に傾斜機能成分を蒸着処理する
   蒸着部と、ロール蓄積部と、フィルム除去部とを有し、
   前記蒸着部には複数の傾斜機能原料供給部と、前記フィ
   ルムの移送速度に応じて、前記原料の供給比を制御する
   原料供給比制御部とが備えられたことを特徴とする傾斜
   機能材料の製造装置。
6. 【請求項６】 フィルム除去部にさらに加えて再加熱部
   を備えたことを特徴とする請求項５記載の傾斜機能材料
   の製造装置。
7. 【請求項７】 請求項５または請求項６に記載の製造装
   置によって製造された傾斜機能材料。
8. 【請求項８】 連続的にフィルムを供給する複数のフィ
   ルム供給部と、このフィルム上に傾斜機能成分を蒸着処
   理する複数の蒸着部と、蒸着後の複数のフィルムを互い
   に密着させるフィルム密着部と、フィルム除去部とを備
   えたことを特徴とする傾斜機能材料の製造装置。
9. 【請求項９】 フィルム再加熱部と圧延部とをさらに備
   えたことを特徴とする請求項８に記載の傾斜機能材料の
   製造方法。
10. 【請求項１０】 連続的にフィルムを供給するフィルム
    供給部と、このフィルム上に傾斜機能成分をメッキ処理
    する複数のメッキ処理部を有するメッキ部と、フィルム
    除去部とを備えたことを特徴とする傾斜機能材料の製造
    装置。
11. 【請求項１１】 フィルム再加熱部および圧延部とをさ
    らに備えたことを特徴とする請求項１０に記載の傾斜機
    能材料の製造装置。
12. 【請求項１２】 連続的にフィルムを供給するフィルム
    供給部と、このフィルム上に傾斜機能成分をメッキ処理
    するメッキ部と、ロール蓄積部と、フィルム除去部とを
    有し、前記メッキ部には複数の傾斜機能原料供給部と、
    前記フィルムの移送速度に応じて、前記原料の供給比を
    制御する原料供給比制御部とが備えられたことを特徴と
    する傾斜機能材料の製造装置。
13. 【請求項１３】 フィルム除去部にさらに加えてフィル
    ム再加熱部を備えたことを特徴とする請求項１２に記載
    の傾斜機能材料の製造装置。
14. 【請求項１４】 請求項１２または請求項１３に記載の
    製造装置によって製造された傾斜機能材料。
15. 【請求項１５】 連続的にフィルムを供給する複数のフ
    ィルム供給部と、このフィルム上に傾斜機能成分をメッ
    キ処理する複数のメッキ部と、メッキ後の複数のフィル
    ムを互いに密着させるフィルム密着部と、フィルム除去
    部とを備えたことを特徴とする傾斜機能材料の製造装
    置。
16. 【請求項１６】 フィルム再加熱部および圧延部とをさ
    らに備えたことを特徴とする請求項１５に記載の傾斜機
    能材料の製造装置。
17. 【請求項１７】 連続的にフィルムを供給するフィルム
    供給部と、このフィルム上に傾斜機能成分をスパッタリ
    ング処理する複数のスパッタリング処理部を有するスパ
    ッタリング部と、フィルム除去部とを備えたことを特徴
    とする傾斜機能材料の製造装置。
18. 【請求項１８】 フィルム再加熱部および圧延部とをさ
    らに備えたことを特徴とする請求項１７に記載の傾斜機
    能材料の製造装置。
19. 【請求項１９】 連続的にフィルムを供給するフィルム
    供給部と、このフィルム上に傾斜機能成分をスパッタリ
    ング処理するスパッタリング部と、ロール蓄積部と、フ
    ィルム除去部とを有し、前記スパッタリング部には複数
    の傾斜機能原料供給部と、前記フィルムの移送速度に応
    じて前記原料の供給比を制御する原料供給比制御部とが
    備えられたことを特徴とする傾斜機能材料の製造装置。
20. 【請求項２０】 フィルム除去部にさらに加えてフィル
    ム再加熱部を備えたことを特徴とする請求項１９に記載
    の傾斜機能材料の製造装置。
21. 【請求項２１】 請求項１９または請求項２０に記載の
    製造装置によって製造された傾斜機能材料。
22. 【請求項２２】 連続的にフィルムを供給する複数のフ
    ィルム供給部と、このフィルム上に傾斜機能成分をスパ
    ッタリング処理する複数のスパッタリング部と、スパッ
    タリング後の複数のフィルムを密着させるフィルム密着
    部と、フィルム除去部とを備えたことを特徴とする傾斜
    機能材料の製造装置。
23. 【請求項２３】 フィルム再加熱部および圧延部とをさ
    らに備えたことを特徴とする請求項２２に記載の傾斜機
    能材料の製造装置。
24. 【請求項２４】 材料の長手方向に傾斜機能を有するこ
    とを特徴とする傾斜機能材料。